控制工程基础总复习80127.ppt

1、第 1 页过程装备控制工程基础总复习第 2 页时间： 1月 4日下午 2:304:301月 5日上午 9:0011:30地点：工科楼 D座 510室 （办公室： 511室）考前答疑：第 3 页4第一章 概论4第二章 控制系统的动态数学模型4第三章 时域瞬态响应分析4第四章 控制系统的频域特性4第五章 控制系统的稳定性分析4第六章 系统的误差分析和计算第 4 页在 没有人直接 参与的情况下，使生产过程和被控对象的某些物理量能准确地按照 预期规律 变化。一、自动控制系统的基本概念 （掌握）二、控制系统的组成 （掌握）1. 被控对象2. 测量元件和变送器3. 调节器 /控制器4. 执行器 第一章 概

2、论第 5 页三、控制系统的方块图 （掌握）四、控制系统的分类 （掌握）按有无反馈测量装置控制系统可分为： 闭环控制系统 和 开环控制系统。 区别？五、对控制系统的基本要求 （掌握）稳定 准确 快速第 6 页一、建立控制系统的数学模型对于简单 电路系统、机械系统，掌握列写 微分方程求取传递函数的方法。第二章 控制系统的动态数学模型二、数学模型的线性化（ 了解 ）根据控制系统元件的特性，控制系统可分为线性 控制系统、 非线性 控制系统。第 7 页三、拉氏变换及拉氏反变换1.拉氏变换定义 （掌握）对于函数 ，若满足下列条件 ：第 8 页2.简单函数的拉氏变换 （掌握）第 9 页3. 拉氏变换的性质

3、（掌握） 叠加原理 微分定理推论：零初始条件第 10 页 积分定理推论：零初始条件第 11 页 衰减定理 延时定理 初值定理第 12 页 终值定理 时间比例尺改变的象函数 tx(t)的象函数若 sF(s)的所有极点位于左半 s平面 , 即 存在，则：第 13 页 的象函数(11) 周期函数的象函数(12) 卷积分的象函数第 14 页4.拉氏反变换 （掌握）利用 部分分式展开 法，然后再利用已知函数的拉氏变换和拉氏变换的性质。（ 会计算 留数 ） 第 15 页5.用拉氏变换解常系数线性微分方程 （掌握）四、传递函数及典型环节的传递函数1.传递函数定义 （掌握）在 零初始条件 下，线性定常系统输出

4、象函数 与输入象函数 之比。2. 典型环节的传递函数 （掌握）第 16 页五、系统方块图及其简化方块图等效变换法则 （掌握） 各前向通路传递函数的乘积不变； 各回路传递函数的乘积保持不变。信号流图及梅逊公式关键在于把结构图中的前向通路和回路一一全部找出，必须细心。（简化方法二者任选其一）第 17 页第三章 时域瞬态响应分析一、典型输入信号 （掌握）1. 阶跃函数2. 斜坡函数3. 加速度函数4. 脉冲函数5. 正弦函数第 18 页二、一阶系统的瞬态响应 （掌握）闭环传递函数 输入信号 输出响应 ess0 0T等价关系：系统对输入信号导数的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数；系统对输入信号积

5、分的响应，就等于系统对该输入信号响应的积分。第 19 页三、二阶系统的瞬态响应-第 20 页单位阶跃响应极点位置特征根阻尼系数单调上升两个互异负实根单调上升一对负实重根 衰减振荡一对共轭复根 (左半平面） 等幅周期振荡一对共轭虚根 两个互异正实根 单调发散一对共轭复根 (右半平面） 发散振荡二阶系统 阻尼系数与特征根的关系第 21 页四、时域分析性能指标上升时间上升时间 ：曲线从 0上升首次到稳态值所用时间峰值时间峰值时间 ：响应曲线达到第一个峰值所用时间调整时间调整时间 ：利用响应曲线稳态值的绝对百分数做一个允许误差范围。响应曲线达到并且 永远保持 在这一允许误差范围内所用的最短时间。10

6、t2% 或5%第 22 页0s欠阻尼二阶系统 时域性能指标 （掌握）为共轭复数与负实轴的夹角第 23 页五、高阶系统的瞬态响应 （了解）工程上为处理方便，某些高阶系统通过合理简化，可用低阶系统近似。降阶简化依据： 系统极点的负实部愈是远离虚轴，则该极点对应的项在瞬态响应中衰减得愈快。反之，距虚轴最近的闭环极点对应着瞬态响应中衰减最慢的项，该极点对（或极点）对瞬态响应起主导作用，称之为 主导极点 。（ 注 ：该极点附近没有零点）。工程上当极点 A距虚轴的距离大于 5倍 的极点 B距虚轴的距离时，分析时可忽略极点 A。 闭环传递函数中，如果分子分母具有负实部的零、极点数值上相近，则可将该零点和极点

7、一起消去，称之为 偶极子 相消。工程上认为某极点与对应的零点之间的间距小于它们本身到原点距离的 十分之一 时，即可认为是偶极子。第 24 页第四章 控制系统的频域特性一、正确理解频率特性的概念 （掌握）幅频特性幅频特性相频特性相频特性第 25 页二、频率响应的极坐标图 乃氏图1. 典型环节的乃氏图 （掌握）1)比例环节0 UjVK 0jVU2)积分环节第 26 页0jVU3)微分环节 4)一阶惯性环节0jVU10.5第 27 页5)二阶振荡环节01jVU谐振峰值 Mr和谐振频率第 28 页016)延迟环节jVU第 29 页2.乃氏图的一般作图步骤 （掌握）第 30 页K0jVU0jVU最小相位系统开环频率特性为：乃氏图的起点 乃氏图的终点